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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung geht von einer Strombrücke gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 aus.
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Stand der Technik
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Strombrücken werden in verschiedenen technischen Gebieten eingesetzt, um unter Verwendung von Kontaktfüßen schnell und sicher mit Hilfe von geeigneten, mit den Kontaktfüßen zusammenwirkenden Bauteilen eine elektrische Verbindung herstellen und wieder trennen zu können. Strombrücken werden beispielsweise im Automobilbau in Einrichtungen zur Aufnahme der Fahrzeugsicherungen eingesetzt. Hierzu werden die Strombrücken in ein Gehäuse eingeführt und darin verriegelt, in das Schmelzsicherungen eingesteckt und in leitenden Kontakt zu den Strombrücken gebracht werden.
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Nicht nur im Fahrzeugbau, sondern in allen Industriezweigen wird eine zunehmende Miniaturisierung sämtlicher Bauteile gefordert. Eine beliebige Miniaturisierung der Strombrücken besitzt allerdings Probleme in Bezug auf eine kostengünstige Fertigung, eine ausreichende Wärmeleitung, wie auch einen schonenden Materialeinsatz.
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Aus der
DE 203 15 160 U1 ist zur Miniaturisierung von Strombrücken bei gleichzeitiger Lösung der obigen Probleme eine Strombrücke vorgeschlagen, bei der die Kontaktfüße aus einem Anschlagschenkel und einem Federschenkel bestehen. Bei der dort offenbarten Strombrücke stehen die durch den Anschlagschenkel und den Federschenkel gebildeten Hauptflächen senkrecht zueinander.
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Ferner ist aus der
DE 198 30 800 A1 eine Strombrücke aus Metallblech mit einem länglichen Trägerstreifen der eine Stirnseite aufweist bekannt. Von der Stirnseite des Trägerstreifens und einstückig damit ausgebildet erstrecken sich zwei streifenförmige Schenkel mit einer durch ihre Streifenform vorgegebene Hauptfläche, wobei die Hauptflächen parallel zueinander verlaufen und wobei der zweite Schenkel über einen Verbindungsabschnitt mit dem ersten Schenkel verbunden ist.
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Eine Strombrücke mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 ist aus der
US 5,417,589 A bekannt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Das technische Problem der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Strombrücke der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, bei der das Ausmaß der Kontaktfüße in Längserstreckung des Trägerstreifens im Vergleich zu dem oben genannten Stand der Technik vermindert ist, ohne die Vorteile einer kostengünstigen Fertigung, der ausreichenden Wärmeleitung und des schonenden Materialeinsatzes aufgeben zu müssen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Strombrücke mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den unabhängigen Patentansprüchen definiert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, die beiden Schenkel der Kontaktfüße derart auszurichten, dass ihre Haupterstreckungsrichtung senkrecht zu der Längserstreckung des Trägerstreifens verläuft, um so das Ausmaß der durch die beiden Schenkel gebildeten Kontaktfüße in der Längserstreckung des Trägermaterials zu verringern.
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So schlägt die vorliegende Erfindung eine Strombrücke aus Metallblech vor mit einem länglichen Trägerstreifen, der eine Stirnseite aufweist, und mehreren Kontaktfüßen mit jeweils einem ersten streifenförmigen Schenkel und einem zweiten streifenförmigen Schenkel, von denen wenigstens einer ein Federschenkel ist. Erfindungsgemäß erstrecken sich die Kontaktfüße von der Stirnseite des Trägerstreifens und sind einstückig mit diesem ausgebildet. Die beiden Schenkel der Kontaktfüße sind, wie bereits beschrieben, streifenförmig ausgebildet. Durch die Streifenform weisen die Schenkel jeweils zwei entgegengesetzte Hauptflächen auf, die im Vergleich zur Stärke des Schenkels ein größeres Maß aufweisen. Erfindungsgemäß erstrecken sich die genannten Hauptflächen der zwei Schenkel ausgehend von der Stirnseite zueinander hin. Die Kontaktfüße können auch als Einzelfederkontakte bezeichnet werden. Die Kontaktfüße dienen dazu, mit beispielsweise Flachsicherungen der Form C (DIN 72581-3) oder F in Eingriff gebracht zu werden und eine elektrische Verbindung zu bewirken. Durch die Anordnung der Hauptflächen der beiden Schenkel der Kontaktfüße in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Längserstreckungsrichtung des Trägerstreifens werden die Kontaktfüße in ihrem Maß in der Längserstreckung des Trägerstreifens im Vergleich zum bekannten Stand der Technik reduziert. Dadurch kann beispielsweise erreicht werden, dass Kontaktkammern in einem Gehäuse, in das die Strombrücke eingesetzt werden kann, kleiner gestaltet werden können. Auch kann durch diese Ausgestaltung die Miniaturisierung der Strombrücke und der zugehörigen Gehäuse vorangetrieben werden. Ferner sind der erste Schenkel und der zweite Schenkel über einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden. Damit ist über den Verbindungsabschnitt die freie Federlänge des Federschenkels und dadurch seine Federkraft einstellbar. So ist die Federkraft umso größer, je weiter sich der Verbindungsabschnitt, der mit dem ersten Abschnitt des Trägerstreifens verbunden ist, von der Stirnseite des Trägerstreifens weg erstreckt. D. h. je weiter sich der Verbindungsabschnitt in Richtung des der Stirnseite des Trägerstreifens abgewandten Endes des Federschenkels erstreckt, desto kürzer ist die freie Federlänge und desto höher ist die Federkraft.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Trägerstreifen bei Draufsicht auf die Stirnseite des Trägerstreifens mäanderförmig ausgebildet, wobei sich im Wesentlichen in der Längsrichtung des Trägerstreifens verlaufende erste Abschnitte und im Wesentlichen senkrecht dazu verlaufende zweite Abschnitte bilden. In diesem Zusammenhang dient der Begriff ”im Wesentlichen” dazu, auch einen zick-zack-förmigen bzw. wellenförmiger Verlauf mit abzudecken. Bevorzugt ist bei der vorliegenden Erfindung jedoch der strikte mäanderförmige Verlauf mit längslaufenden ersten Abschnitten und quer dazu verlaufenden zweiten Abschnitten. Der Trägerstreifen ist vorteilhafterweise nicht nur in einer Draufsicht mäanderförmig, sondern auch im Querschnitt, d. h. über seine gesamte Höhe zwischen der Stirnseite und einer entgegengesetzten Stirnseite. So wird ermöglicht, dass der die Kontaktfüße mit dem Trägerstreifen verbindende Abschnitt auch bei parallel zueinander ausgerichteten Hauptflächen der zwei Schenkel eines Kontaktfußes mit einem Maß ausgestaltet werden kann, das ein leichtes Verbiegen oder Abbrechen der Kontaktfüße verhindert. Ferner kann das Maß derart gestaltet werden, dass auch bei hohen durchlaufenden Strömen ein Schmelzen des verbindenden Abschnitts nicht erfolgen kann und eine ausreichende Wärmeleitung gewährleistet ist. Ferner ermöglicht dieser Verlauf, die Strombrücke noch immer als Stanzteil auszugestalten, was aus produktionstechnischen Gesichtspunkten sowie aus Kostengründen vorteilhaft ist.
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Weiter ist es vorteilhaft, dass durch die Mäanderform der erste Schenkel mit wenigstens einem Teil eines zweiten Abschnitts verbunden ist und der Verbindungsabschnitt mit wenigstens einem Teil eines ersten Abschnitts. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, die Anbindung der Kontaktfüße an den Trägerstreifen in dem oben erwähnten ausreichend großen Maß auszuführen.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Schenkel ein Anschlagschenkel und der zweite Schenkel ein Federschenkel. Alternativ kann auch der erste Schenkel ein Federschenkel sein und der zweite Schenkel ein Anschlagschenkel.
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Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind beide Schenkel, d. h. der erste Schenkel und der zweite Schenkel jeweils ein Federschenkel.
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Um die Strombrücke auf vorteilhafte Weise in einem Gehäuse primär verrasten zu können, ist an einem Ende eines zweiten Abschnitts ein Rastmittel, insbesondere eine Rastnase, vorgesehen. Dieses Rastmittel ist bevorzugt einstückig mit dem Trägerstreifen ausgebildet.
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Gemäß einer Weiterbildung dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Rastmittel an einem Ende, insbesondere nur an einem Ende, des länglichen Trägerstreifens vorgesehen.
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Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, dass das Metallblech aus einer Kupfer-Zink-Legierung besteht.
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Wie bereits zuvor erwähnt, ist es aus Kostengründen sowie aus produktionstechnischen Gesichtspunkten bevorzugt, dass die Strombrücke eine Geometrie besitzt, die sich auf ein ebenes Stanzteil zurückführen lässt. Dieses ebene Stanzteil wird anschließend nur in die gewünschte Geometrie gebogen.
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So ist es bevorzugt, dass die beiden Schenkel der Kontaktfüße jeweils derart zueinander angeordnet sind, dass die Hauptflächen der im zugrundeliegenden Rohling die beiden Schenkel darstellenden Bereiche einander zugewandt sind.
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Ferner ist es vorteilhaft, dass die beiden Schenkel der Kontaktfüße einstückig miteinander ausgebildet sind und das Metallblech zwischen den beiden Schenkeln eine Biegung von 180° besitzt und die Kontaktfüße insbesondere U-förmig gestaltet sind. Mit anderen Worten beschreiben der erste Schenkel, der Verbindungsabschnitt und der zweite Schenkel, die den Kontaktfuß bilden einen Winkel von 180° bzw. sind sie U-förmig ausgebildet.
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Letztlich ist es bevorzugt, dass auf der der Stirnseite des Trägerstreifens entgegengesetzten Stirnseite ein Crimpansatz einstückig mit dem Trägerstreifen ausgebildet ist. Dieser ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass Leitungen mit einem Leitungsquerschnitt zwischen 4 mm2 und 6 mm2 fixierbar sind.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden genauen Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Bei der genauen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird Bezug genommen auf die begleitenden Zeichnungen, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine Vorderansicht einer Strombrücke gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine Draufsicht der in 1 dargestellten Strombrücke;
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3 das in 2 dargestellte Detail A in vergrößertem Maßstab;
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4 eine Seitenansicht der in 1 dargestellten Strombrücke;
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5 eine perspektivische Ansicht der in 1 dargestellten Strombrücke von der, im Vergleich zu 1, anderen Seite gesehen; und
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6 das Detail C aus 5 in vergrößertem Maßstab.
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Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform
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1 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Strombrücke, die aus einer Kupfer-Zink-Legierung mit hoher Härte besteht. Als Material kann beispielsweise CuZn30F44 (DIN17670) verwendet werden. Dieses Grundmaterial kann zusätzlich vorverzinnt sein, das heißt vor dem Biegen in die in den Figuren dargestellte Form bzw. bereits vor dem Ausstanzen der Rohlinge mit einer Zinnoberflächenschicht versehen sein.
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Die in 1 dargestellte Strombrücke ist allgemein mit 10 bezeichnet und umfasst mehrere Kontaktfüße 12, die wiederum einen ersten Schenkel 14 sowie einen zweiten Schenkel 16 aufweisen. Bei der dargestellten beispielhaften Ausführungsform sind sowohl der erste Schenkel 14 als auch der zweite Schenkel 16 als Federschenkel ausgebildet. Beide Schenkel 14, 16 sind über einen Verbindungsabschnitt 18 einstückig miteinander und mit einem Trägerstreifen 20 ausgebildet. Die durch die streifenförmigen Schenkel 14, 16 gebildeten Hauptflächen 14a bzw. 16a sind einander zugewandt bzw. verlaufen sie im Wesentlichen parallel zueinander. Dies wird insbesondere aus 1 ersichtlich und ist in 2 durch die beiden Linien A und A' angedeutet.
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Die beiden Schenkel 14, 16 sind derart geformt, dass sie entweder mit geringer elastischer Vorspannung in einem unteren Abschnitt aneinander anliegen oder aber sich bis in einem geringen Abstand zueinander hin erstrecken.
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Mehrere nebeneinander angeordnete Kontaktfüße 12 sind an dem Trägerstreifen 20 angeordnet und einstückig mit dem Trägerstreifen 20 ausgestaltet. Dabei besitzt der Trägerstreifen 20 eine erste Stirnseite 22, die den Kontaktfüßen 12 zugewandt ist, und eine der ersten Stirnseite 22 entgegengesetzt angeordnete zweite Stirnseite 24.
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An der zweiten Stirnseite 24 ist ein Crimpansatz 26 vorgesehen, der derart ausgestaltet ist, dass Leitungen mit einem Leitungsquerschnitt zwischen 4 mm2 und 6 mm2 fixierbar sind.
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Die Kontaktfüße sind jeweils von der ersten Stirnseite 22 des Trägerstreifens 20 ausgehend angeordnet. Darüber hinaus ist der Trägerstreifen 20 im Querschnitt mäanderförmig ausgestaltet. Dies wird in der Draufsicht auf die erste Stirnseite 22 deutlich. Die Draufsicht auf die Stirnseiten 22 des Trägerstreifens entspricht bezüglich der Mäanderform bei der beispielhaften Ausführungsform der in 2 dargestellten Draufsicht auf die zweite Stirnseite 24. Ferner wird aus 2 ersichtlich, dass der Trägerstreifen länglich ausgebildet ist, d. h. eine größere Länge als Breite aufweist. Durch den mäanderförmigen Verlauf des Trägerstreifens 20 bilden sich erste längs der Längserstreckung des Trägerstreifens 20 laufende Abschnitte 28 und quer bzw. senkrecht dazu verlaufende zweite Abschnitte 30.
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Ferner ist aus 1 erkennbar, dass der Verbindungsabschnitt bzw. die Verbindungsabschnitte 18 zumindest teilweise mit einem ersten Abschnitt 28 des länglichen Trägerstreifens 20 einstückig ausgebildet sind. Ferner ist am besten aus den 5 und 6 ersichtlich, dass auch der erste Schenkel 14 der Kontaktfüße 12 zumindest teilweise einstückig mit einem zweiten Abschnitt 30 des länglichen Trägerstreifens 20 ausgebildet ist. Dadurch wird ermöglicht, eine Stegbreite 32, die die Kontaktfüße 12 mit dem länglichen Trägerstreifen 20 verbindet, mit einem solchen Maß auszugestalten, dass ein Verbiegen und Abbrechen der Kontaktfüße 12 bei der Montage der Strombrücke in beispielsweise einem Gehäuse verhindert wird und darüber hinaus bei hohen Strömen ferner ein Schmelzen des Stegs 32 verhindert wird.
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Die parallele Ausrichtung der Hauptflächen der Schenkel 14 und 16 eines Kontaktfußes 12 jeweils zueinander und die gleichzeitig ausreichend große Anbindung über den Steg 32 an den länglichen Trägerstreifen 20 wird erfindungsgemäß durch die mäanderförmige Form des länglichen Trägerstreifens 20 im Querschnitt erzielt. Diese ist insbesondere deswegen erforderlich, weil es sich um ein Stanzteil handelt, dessen nachträgliche Geometrie nur durch Biegen erfolgt, wobei sämtliche Bestandteile der Strombrücke einstückig miteinander aus einem Metallblech gebildet sind. Würde die Strombrücke keinen mäanderförmigen Verlauf aufweisen, so könnte eine Anbindung der Kontaktfüße 12 an dem Trägerstreifen 20 nur über einen Steg 32 erfolgen, der lediglich mit dem Verbindungsabschnitt 18 verbunden ist, jedoch nicht mit einem der Schenkel.
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Wie es darüber hinaus aus den 3 und 4 ersichtlich ist, ist am Ende eines zweiten Abschnitts 30 ein Rastmittel 34 in der Form einer Rastnase vorgesehen. Wird die Strombrücke 10 montiert, so kann die Strombrücke über dieses Rastmittel 34 in dem Gehäuse verrastet werden. Dazu könnte die Rastnase 34 beispielsweise in eine Rastausnehmung in dem Gehäuse greifen. Diese Ausgestaltung bietet ferner die Möglichkeit, dass auch das Rastmittel 34 bereits beim Ausstanzen gefertigt werden kann, ohne dass ein zusätzliches Verrastmittel für die Strombrücke notwendig würde.
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Wie es weiter aus den 5 und 6 ersichtlich ist, ist das Metallblech, aus dem die Strombrücke 10 gebildet wird, im Bereich zwischen den Schenkeln 14, 16 mit dem dazwischengeschalteten Verbindungsabschnitt 18 um 180° gebogen, d. h. die beiden Schenkel zusammen mit dem Verbindungsabschnitt bilden eine U-Form, so dass die Kontaktfüße im oberen Bereich im Wesentlichen U-förmig ausgebildet sind.
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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der beispielhaften Ausführungsform wird einerseits ermöglicht, das Breitenmaß B der einzelnen Kontaktfüße 12 zu reduzieren. Gleichzeitig wird jedoch gewährleistet, dass die Anbindung der Kontaktfüße 12 über den Steg 32 an dem länglichen Trägerstreifen 20 ausreichend groß ist, um ein Verbiegen, Abbrechen und Durchschmelzen zu verhindern. Dies wird primär durch die mäanderförmige Ausgestaltung des länglichen Trägerstreifens erzielt. All diese Ausgestaltungsmerkmale führen ferner dazu, dass trotz der gewählten Geometrie der Strombrücke 10 diese aus einem einzigen Stück Metallblech geformt werden kann, wozu sie zunächst ausgestanzt wird und dann in die entsprechende Geometrie gebogen wird. Somit ermöglicht die vorliegende Erfindung die Reduzierung des Breitenmaßes der Kontaktfüße 12, ohne die Herstellung der Strombrücke aus produktionstechnischen Gesichtspunkten sowie Kostengründen negativ zu beeinflussen.
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Ferner wird durch die erfindungsgemäße Strombrücke erreicht, eine Primärverrastung senkrecht zur Längserstreckung der Strombrücke 10 zu erzielen, die ebenfalls durch Ausstanzen angeformt werden kann.